Complejo de Golgi: generalidades, tráfico y funciones celulares

GENERALIDADES COMPLEJO DE GOLGI

TEMA 6 COMPLEJO DE GOLGI CEU Universidad Cardenal HerreraÍNDICE

1. GENERALIDADES COMPLEJO DE GOLGI
2. TRÁFICO A TRAVÉS DEL COMPLEJO DE GOLGI
3. FUNCIONES DEL COMPLEJO DE GOLGI CEU Universidad Cardenal Herrera

GENERALIDADES C. GOLGI

KAROLINSKA MEDIKO-KIRVROLSKA INSTITUTET CAMILLO SOLO! ALFRED NOBEL' CEU Universidad Cardenal Herrera

Célula eucariota animal en 3 dimensiones

Célula eucariota animal en 3 dimensiones V El complejo de Golgi se localiza normalmente cerca del núcleo celular nuclear envelope rough ER vesicular tubular clusters cis Golgi network 1 pm CEU Universidad Cardenal Herrera Complejo de Golgi

Estructuras membranosas

Conjunto de estructuras membranosas. Sáculos aplanados en disposición paralela y vesículas alrededor de los sáculos, especialmente junto a los extremos, además de elementos membranosos tubulares. DICTIOSOMA. Número y distribución de dictiosomas son variables según el tipo celular (hepatocito puede tener hasta 50 dictiosomas, células con alta actividad secretora). En células animales - dictiosomas están unidos entre sí mediante conexiones tubulares entre cisternas correspondientes, formando así un solo complejo, que por lo general se localiza cerca del núcleo. Vesicles Golgi complex CEU Universidad Cardenal Herrera

Proteínas y lípidos

lysosome plasma membrane nuclear envelope late endosome endoplasmic reticulum early endosome transport vesicles Golgi apparatus CYTOSOL EXTRACELLULAR SPACE Recuerda ... (tema 5) La mayoría de las proteínas y de los lípidos que abandonan el retículo endoplásmico tienen como destino inmediato el aparato de Golgi. Durante su paso a través del AG, las moléculas transportadas sufren una serie ordenada de modificaciones covalentes, antes de dirigirse a su destino final (en algunos casos se pueden quedar en el AG como destino final). CEU Universidad Cardenal Herrera

ESTRUCTURA

Cara Trans TGN Vesículas Cisternas Trans Cisternas mediales Cisternas Cis CGN O Lumen Cara Cis RETÍCULO ENDOPLÁSMICO El complejo de Golgi tiene dos caras distintas: cara cis (cara de entrada) y cara trans (cara de salida o maduración). Compartimentación funcional y morfológica. Cinco compartimentos: V 5 compartimentos: * Cara cis * Cara trans * Cisternas *Lumen *Vesículas CEU Universidad Cardenal Herrera

Cara cis y trans del complejo de Golgi

Cara Trans TGN Vesículas Cisternas Trans Cisternas mediales Cisternas Cis CGN Cara Cis La cara cis del complejo de Golgi - entrada al Golgi - cisternas convexas especializadas que miran hacia el RER. Las vesículas se fusionan con la cara cis para ingresar al complejo de Golgi. Red irregular de túbulos y vesículas - Red del cis Golgi (cis Golgi Network). Cisternas Cis La cara trans del complejo de Golgi - salida del Golgi - cisternas cóncavas especializadas que miran hacia la membrana plasmática. Las vesículas se fusionan con la cara trans para salir del complejo de Golgi. Red irregular de túbulos y vesículas - Red del trans Golgi (trans Golgi Network). Cisternas Trans Cada compartimento posee un grupo específico de enzimas encargadas de la maduración secuencial de las proteínas.

Cisternas mediales, cis y trans

Cara Trans TGN Vesículas Cisternas Trans Cisternas mediales Cisternas Cis CGN Cara Cis V Las cisternas mediales del complejo de Golgi son sacos pequeños, aplanados, rodeados de membranas, que se curvan y tienen extremos bulbosos. v Las cisternas cis y trans son las cisternas de entrada y de salida, respectivamente. CEU Universidad Cardenal Herrera Cada compartimento posee un grupo específico de enzimas encargadas de la maduración secuencial de las proteínas.

Lumen del complejo de Golgi

Cara Trans TGN Vesículas Cisternas Trans Cisternas mediales Cisternas Cis CGN Lumen Cara Cis v El lumen / la luz del complejo de Golgi es el espacio dentro de las cisternas a través del cual pasan las proteínas cuando se mueven entre las cisternas de entrada, medial y de salida. CEU Universidad Cardenal Herrera

Vesículas

Cara Trans Vesículas TGN Cisternas Trans Cisternas mediales Cisternas Cis CGN Cara Cis v Las vesículas son sacos esféricos membranosos que provienen: - del RER cuando entran al Golgi y - de las cisternas cuando salen del Golgi CEU Universidad Cardenal Herrera

Dirección del transporte

Núcleo Retículo endoplasmico Aparato Y de Golgi Cisternas Ribosomas Membran plasmática Proteínas Vesícula secretora Vesícula Citoplasma Vesícula con componentes de la membrana plasmática transporte Dirección del Las proteínas y lípidos entran por la cara cis en vesículas de transporte que provienen del RE y salen por la cara trans en vesículas de transporte hacia la superficie celular o hacia otro compartimento. CEU Universidad Cardenal Herrera

TRÁFICO A TRAVÉS DEL GOLGI

Modelo de transporte vesicular

El paso de material a través del Golgi es todavía objeto de debate. Existen dos posibles modelos teóricos, aunque en realidad está prácticamente aceptado que lo que ocurre es una mezcla de ambos: -0 1 1 (A) VESICULAR TRANSPORT MODEL Modelo de transporte vesicular - las cisternas del complejo son estructuras de larga duración que conservan su conjunto característico de proteínas residentes. Las proteínas se transportarían de una cisterna a la siguiente mediante vesículas de transporte. Un flujo retrógrado de vesículas recuperaría las proteínas que se escaparon del ER y del CG, devolviendola a los compartimentos anteriores. CEU Universidad Cardenal Herrera

Modelo de maduración de las cisternas

El paso de material a través del Golgi es todavía objeto de debate. Existen dos posibles modelos teóricos, aunque en realidad está prácticamente aceptado que lo que ocurre es una mezcla de ambos: cisternae ER vesicular tubular cluster CGN cis medial trans TGN ـنْعِفْ +0 1 matrix proteins (B) CISTERNAL MATURATION MODEL Modelo de maduración de las cisternas - las cisternas son estructuras dinámicas. Cisternas cis se forman a medida que llegan vesículas del RE y van madurando hasta convertirse primero en mediales y luego en trans. La cisterna se va desplazando llevando su carga a través del dictiosoma. Transporte retrógrado a través de vesículas. CEU Universidad Cardenal Herrera https://www.youtube.com/watch?v=rvfvRgk0MfA

FUNCIONES C. GOLGI

GLUCOSILACIÓN Y SULFATACIÓN

Glucosilación de proteínas y lípidos - glucoproteínas, proteoglucanos y glucolípidos. Los radicales glucídicos se añaden en el interior de las cisternas del Golgi. Ocurren también procesos de desglucosilación. 1. Proteínas anteriormente glucosiladas en el RER (donde tenía lugar la N- glucosilación), en el aparato de Golgi se eliminan algunos de sus radicales glucídicos y se añaden otros - glucoproteínas que contienen N- oligosacáridos. 2. O- glucosilación (que tiene lugar de modo exclusivo en este orgánulo). Mucinas, abundantes en las células secretoras de mucosustancias. Proteína central de los proteoglucanos. Proteoglucanos son estructuras de alto contenido proteico donde se unen largas cadenas de azúcares, denominados glucosaminoglucanos, que se sintetizan y se añaden en el aparato de Golgi. Hay dos tipos: N-Glicoproteínas y O-Glicoproteínas, dependiendo del lugar de adición de los carbohidratos. N-glicoproteína: todos los carbohidratos se unen al grupo amino de la cadena lateral de aas. O-Glicoproteína: en este caso, al grupo hidroxilo. CEU Universidad Cardenal Herrera

Adición de ácido siálico y sulfatación

3. Adición de ácido siálico (azúcar) tiene lugar en las cisternas Trans del aparato de Golgi. Proporciona una carga negativa a las proteínas - importancia en algunas interacciones célula-célula o en la infección por microorganismos. 4. Algunas proteínas sufren sulfatación en sus tirosinas, reacción que es catalizada en la zona TGN del Golgi. La sulfatación parece estar relacionada con la estabilidad de las interacciones proteína-proteína. Todas las funciones relacionadas con los glúcidos, las llevan a cabo las enzimas que añaden glúcidos y las que eliminan glúcidos. Pueden existir unos 200 tipos de estas enzimas en el aparato de Golgi. El proceso de glucosilación de proteínas y lípidos está alterado en algunas situaciones patológicas, como el cáncer. Células tumorales producen glucoproteínas y glucolípidos con oligosacáridos distintos de los de las células normales. Estos cambios alteran sus propiedades adhesivas y pueden facilitar la diseminación metastásica. CEU Universidad Cardenal Herrera

Importancia de la glicosilación

Importancia ... En las células eucariotas la mayoría de proteínas transmembrana están glicosiladas en la parte extracelular. MEDIO EXTRACELULAR Oligosacárido unido a lípido Oligosacárido unido a proteína Glucocáliz Bicapa lipídica 5 nm Proteínas Fosfolipido MEDIO INTRACELULAR COOH S S puentes disulfuro oligosacáridos hélice a transmembrana bicapa lipídica CITOSOL (ambiente reductor) SH- grupo sulfhidrilo -NH2 SH CEU Universidad Cardenal Herrera

SÍNTESIS DE ESFINGOLÍPIDOS

En el aparato de Golgi se terminan de sintetizar los esfingolípidos como las esfingomielinas y los glicoesfingolípidos, componentes de la membrana plasmática (tema 2). Esfingomielinas Osoesfingolípidos Esfingosina Ácido graso PO Colina Grupo fosforilcolina -CH2-CH2-N(CH3)3 CH2 1 Esfingomielina HC- -NH 1 HCOH 1 C=O OH 1 CH2 1 HC NH 1 HCOH C=O Ceramida O 1 Residuo(s) de azúcar CH2 1 HC NH 2 HCOH C=O Glicolípidos CEU Universidad Cardenal Herrera ·Esfingomielina: grupo fosforilcolina Esfingosina Ácido graso Mono- u oligosacárido La ceramida sintetizada en el retículo endoplasmático liso, es la molécula sobre la que trabajan las enzimas del aparato de Golgi para formar dichos tipos de lípidos de membrana. .Glicolípidos: se añade uno o más residuos de azúcar a la ceramida

MARCAJE DE ENZIMAS LISOSOMALES

Enzimas de tipo hidrolasa ácida (digestión celular) de los lisosomas siguen una ruta especial hacia el lisosoma. Los lisosomas primarios se forman a partir de vesículas en la zona TGN del Golgi. Se inicia en la zona CGN, enzimas - añaden grupos fosfato sobre el carbono 6 de manosas terminales en las proteínas de tipo hidrolasa ácida que van a ir destinadas a lisosomas. La manosa-6-fosfato (M6P) - marcaje específico de aquellas enzimas cuyo destino es el lisosoma. Es reconocida por receptores de M6P presentes en el TGN. Se formarán vesículas que salen del TGN y se fusionan para dar lugar al lisosoma. Vesiculas de transición Vesículas intermedias Lisosoma Cara CIS Retículo endoplasmático Vesícula de secreción Cara TRANS Dictiosoma Membrana CEU Universidad Cardenal Herrera